一、光刻機是干什么用的
光(guang)(guang)刻機(ji)(ji)是用來制造(zao)芯片(pian)的(de)。光(guang)(guang)刻機(ji)(ji)又(you)被(bei)稱為掩膜(mo)對(dui)準曝光(guang)(guang)機(ji)(ji)，在芯片(pian)生產中用于光(guang)(guang)刻工(gong)藝，而光(guang)(guang)刻工(gong)藝又(you)是生產流程中最關鍵的(de)一步，所以光(guang)(guang)刻機(ji)(ji)又(you)是芯片(pian)生產中不可缺少的(de)設備。
光(guang)刻(ke)機決定了(le)芯片的精(jing)密尺寸，設計(ji)師設計(ji)好芯片線路，再通過光(guang)刻(ke)機將線路刻(ke)在(zai)(zai)芯片上(shang)，其(qi)尺度通常在(zai)(zai)微米級以上(shang)。
光刻(ke)機是(shi)芯片生產中(zhong)最昂貴(gui)也是(shi)技(ji)術難度(du)最大的(de)(de)設備(bei)，因為其決定了一塊芯片的(de)(de)整(zheng)體框架與功能。
其(qi)實生(sheng)(sheng)產(chan)高精度(du)芯(xin)片(pian)并不難，只是生(sheng)(sheng)產(chan)速(su)度(du)太慢，而光刻機能快(kuai)速(su)生(sheng)(sheng)產(chan)高精度(du)的(de)芯(xin)片(pian)，所以(yi)很重要。
二、光刻機的工作原理
利用(yong)光(guang)(guang)(guang)刻(ke)機發出(chu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通過具有(you)圖形的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)對涂(tu)有(you)光(guang)(guang)(guang)刻(ke)膠的(de)(de)(de)(de)薄片(pian)曝光(guang)(guang)(guang)，光(guang)(guang)(guang)刻(ke)膠見光(guang)(guang)(guang)后會發生性(xing)質變(bian)化，從而(er)使(shi)光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)上得圖形復印到薄片(pian)上，從而(er)使(shi)薄片(pian)具有(you)電子(zi)線路圖的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。這就是(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)刻(ke)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)，類似照(zhao)(zhao)相(xiang)機照(zhao)(zhao)相(xiang)。照(zhao)(zhao)相(xiang)機拍(pai)攝(she)的(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)片(pian)是(shi)(shi)印在底片(pian)上，而(er)光(guang)(guang)(guang)刻(ke)刻(ke)的(de)(de)(de)(de)不(bu)是(shi)(shi)照(zhao)(zhao)片(pian)，而(er)是(shi)(shi)電路圖和其他(ta)電子(zi)元件(jian)。
簡單(dan)點來說，光(guang)(guang)(guang)刻機就(jiu)是(shi)(shi)放大的單(dan)反，光(guang)(guang)(guang)刻機就(jiu)是(shi)(shi)將光(guang)(guang)(guang)罩上(shang)的設計好集成電(dian)路(lu)圖形(xing)通過光(guang)(guang)(guang)線的曝光(guang)(guang)(guang)印到光(guang)(guang)(guang)感(gan)材料上(shang)，形(xing)成圖形(xing)。
三、光刻機的性能指標
光(guang)(guang)刻機的主要(yao)性能指標有：支持基片(pian)的尺寸(cun)范(fan)圍，分辨率(lv)、對(dui)準(zhun)精度、曝光(guang)(guang)方式、光(guang)(guang)源波長(chang)、光(guang)(guang)強(qiang)均(jun)勻(yun)性、生產效(xiao)率(lv)等。
分辨(bian)率(lv)是對光刻(ke)(ke)工藝(yi)加工可(ke)以達(da)到(dao)的(de)(de)最細線條精度(du)的(de)(de)一種描述方(fang)式。光刻(ke)(ke)的(de)(de)分辨(bian)率(lv)受受光源衍射的(de)(de)限制，所以與光源、光刻(ke)(ke)系(xi)統、光刻(ke)(ke)膠和工藝(yi)等各方(fang)面的(de)(de)限制。
對準(zhun)精度是在多(duo)層曝光(guang)時層間圖案的定位精度。
曝光(guang)方式分為接(jie)觸(chu)接(jie)近式、投影式和(he)直寫式。
曝光(guang)(guang)光(guang)(guang)源(yuan)波長分為紫外、深紫外和極紫外區域，光(guang)(guang)源(yuan)有汞燈，準分子激光(guang)(guang)器等。
四、光刻機制造需要哪些技術
光刻機的(de)制(zhi)造體(ti)系非常復(fu)雜，有兩點至(zhi)關重要，即(ji)精密零(ling)部件(jian)和組(zu)裝技(ji)術。
1、精密零部件
一(yi)臺光(guang)(guang)刻機的(de)制(zhi)造需(xu)要(yao)數萬(wan)(wan)個精(jing)密(mi)零(ling)部件。通常來說(shuo)，一(yi)臺光(guang)(guang)刻機的(de)制(zhi)造需(xu)要(yao)大約(yue)八萬(wan)(wan)個精(jing)密(mi)零(ling)件，而目(mu)前(qian)世界上(shang)最(zui)為先進的(de)極(ji)紫外EUV光(guang)(guang)刻機所需(xu)要(yao)的(de)制(zhi)造零(ling)件更是高達十萬(wan)(wan)余個。
一套(tao)完整的光刻(ke)機包括多(duo)個(ge)組成系(xi)統(tong)，主要包括曝(pu)光系(xi)統(tong)、自(zi)動(dong)對準系(xi)統(tong)、整機軟件系(xi)統(tong)等。其中(zhong)，曝(pu)光系(xi)統(tong)更是包含(han)了照明系(xi)統(tong)和投(tou)影物鏡。
在組成光(guang)科技的所有核心(xin)精密(mi)零件中，光(guang)學(xue)鏡頭(tou)、光(guang)學(xue)光(guang)源(yuan)、雙工作臺(tai)又可以說(shuo)是核心(xin)中的核心(xin)。
擁有高數值孔徑的光學鏡頭是決定光刻機的分辨率和閾值誤差能力。而分辨率和套值誤差能力對于一臺品牌光刻機具有(you)至關重要的重要性(xing)。而世界上最為先(xian)進的EUV極紫外光刻機唯一可(ke)以使用的鏡(jing)頭(tou)就(jiu)是(shi)由(you)蔡司公司生產的鏡(jing)頭(tou)。
光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機(ji)的(de)光(guang)(guang)學(xue)光(guang)(guang)源(yuan)所包(bao)含(han)的(de)光(guang)(guang)源(yuan)波(bo)長是(shi)決定(ding)光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機(ji)工業能力的(de)重要部分。需(xu)要特別注意的(de)是(shi)，光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機(ji)所需(xu)要的(de)光(guang)(guang)源(yuan)，必須(xu)具(ju)備體積小、功率高以及(ji)穩定(ding)的(de)幾(ji)個特點。
比如說極紫外(wai)EUV光(guang)刻機所使用的光(guang)源(yuan)波長是(shi)僅(jin)僅(jin)只有(you)13.5納米的極紫外(wai)光(guang)，其(qi)所使用的光(guang)學系統(tong)極為復雜。
光刻(ke)機(ji)中所(suo)需要(yao)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)臺系(xi)能(neng)夠影(ying)響(xiang)光刻(ke)機(ji)運行過程中的(de)(de)精度和產效，含有(you)的(de)(de)綜合技術(shu)難度非常高。因為這種(zhong)工(gong)作(zuo)(zuo)臺中具有(you)承載硅片來能(neng)夠完成光刻(ke)機(ji)運行過程中的(de)(de)一系(xi)列超精密(mi)的(de)(de)運動系(xi)統，其中包括上下片、對準、景(jing)圓面型測量(liang)、曝光等(deng)等(deng)。
2、組裝技術
一臺光(guang)刻機不僅(jin)需要精(jing)密的零(ling)件，這些零(ling)件的組裝技術(shu)也(ye)至(zhi)關重(zhong)要。
當所有零件(jian)都準備就緒(xu)之后，接下來(lai)的(de)組(zu)裝(zhuang)過(guo)程將直接影響一個光刻機的(de)運行效能。現在光刻機主要生產商(shang)荷蘭ASML公司（中(zhong)文(wen)譯名：阿斯麥爾(er)）的(de)生產過(guo)程從(cong)本質上來(lai)說更像是一個零件(jian)組(zu)裝(zhuang)公司，因為ASML公司生產光刻機所需要的(de)將近90%的(de)部件(jian)是從(cong)世界(jie)各(ge)地采購，其在世界(jie)上擁有超過(guo)五千(qian)家供應商(shang)。
換句(ju)話說，ASML公司(si)之(zhi)所以(yi)(yi)能(neng)夠在(zai)光刻(ke)機(ji)制(zhi)造技(ji)術(shu)上(shang)打(da)敗尼(ni)康以(yi)(yi)及佳(jia)能(neng)等其他光刻(ke)機(ji)生產對手，從而在(zai)全球光刻(ke)機(ji)制(zhi)造和銷售市場上(shang)占據(ju)領先(xian)地(di)位，一個(ge)重要原(yuan)因就(jiu)是強大的組裝技(ji)術(shu)。
一家(jia)強大的(de)光(guang)刻機(ji)組(zu)(zu)裝企(qi)業需要具有各種(zhong)嫻熟的(de)技(ji)術工人和(he)(he)各種(zhong)組(zu)(zu)裝方面的(de)知識(shi)產(chan)權(quan)，從而能夠(gou)清楚明白各種(zhong)精密元件如何組(zu)(zu)裝，進(jin)而通過他們嫻熟的(de)操(cao)作和(he)(he)系統的(de)知識(shi)來快速和(he)(he)精確的(de)制造(zao)一臺光(guang)刻機(ji)。
我國目(mu)前(qian)在光刻機的(de)技術方(fang)面，經過近二十年(nian)的(de)關鍵技術攻克(ke)，已經取得(de)長足發展(zhan)。
從光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)作臺(tai)來說，中國(guo)華(hua)卓精科與清華(hua)團(tuan)隊(dui)生產聯合研(yan)制的雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)作臺(tai)已經(jing)打破ASML的技(ji)術(shu)(shu)壟(long)斷，至于(yu)光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)的同步光(guang)源(yuan)設備和光(guang)學鏡頭的技(ji)術(shu)(shu)也(ye)在哈工(gong)(gong)大等(deng)全國(guo)知名科研(yan)機(ji)(ji)構的潛心研(yan)究中獲得了迅猛發展。
可(ke)以說(shuo)，目前我(wo)國(guo)人才、資源、資金(jin)等各(ge)個方面都已具備，未來我(wo)們擁有屬于(yu)自己(ji)的光刻(ke)機(ji)只是時間(jian)問(wen)題，未來前景可(ke)期(qi)！
